CN113333035A - 一种锶型树脂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锶型树脂的制备方法及其应用，包括如下步骤：(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂2h以上，使其充分溶胀，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；用氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体二；用盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体三；用乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，再用去离子水洗涤，即得树脂中间体四，烘干后制得干树脂；(2)称取适量可溶性锶盐并配制成锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，进行离子交换反应，将交换后的树脂烘干后制得锶型树脂。采用本发明方法制得的锶型树脂粒径较小，可以实现灌装致密。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种锶型树脂的制备方法及其应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，很多追求高品质生活的消费者对饮用水品质有着更高的要求，更多的消费者希望能喝到富含有益矿物质的水，可以为人体补充一些微量元素。大量研究表明适量的矿物元素锶对人体健康有益，GB8537《饮用天然矿泉水标准》中规定锶含量≥0.2ppm时可以宣称为天然矿泉水，然而我国饮用水中锶含量水平甚微，如何提高饮用水中的锶含量将成为提高水质健康关注的重点。
市面上大部分富锶产品大多为矿石经过造孔、煅烧、粘结烧制而成的大颗粒矿化球，矿化球直接灌装，灌装体积较大，且装填不致密，导致矿化球与水接触不充分；另外煅烧过程中粘结剂很容易破坏矿石的微孔，上述两点都会直接影响矿化效果。此外市面上的矿化滤芯只追求过水时的矿化效果，很少关注当滤芯长时间不过水，再开机时第一杯水的矿物质含量过高是否会对人体有害。而且市面上目前未发现有锶型树脂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种锶型树脂的制备方法及其应用，采用本发明方法制得的锶型树脂粒径较小，可以实现灌装致密；并且该锶型树脂交换速率较快，交换容量大，不需要大量灌装；本发明中锶型树脂将锶含量控制在7ppm以下。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明第一方面提供一种锶型树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂2h以上，使其充分溶胀，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；在耐碱容器中用氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体二；在耐酸容器中用盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体三；用乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，再用去离子水洗涤，即得树脂中间体四，烘干后制得干树脂；
(2)称取适量可溶性锶盐并配制成锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，在20-40℃温度条件下进行离子交换反应，搅拌至反应完全，将交换后的树脂放入真空干燥箱中烘干处理，制得锶型树脂。
优选地，步骤(1)中，所述强酸性阳离子交换树脂采用苯乙烯系骨架，交换容量为2.4-4.2mol/L，粒度为0.3-1.2mm。
优选地，步骤(1)中，所述溶胀的具体过程为：先用饱和氯化钠溶液进行浸泡，逐渐稀释后再以水浸泡，使其充分溶胀。
优选地，步骤(1)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为1-2mol/L，所述氢氧化钠溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3-4倍，碱洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
优选地，步骤(1)中，所述盐酸溶液的浓度为1-2mol/L，所述盐酸溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3-4倍，酸洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
优选地，步骤(1)中，所述乙醇溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍，醇洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
优选地，步骤(1)中，所述烘干温度为60-65℃，烘干时间为4-5h。
优选地，步骤(2)中，所述锶盐溶液的浓度为20-30mg/L，所述锶盐溶液与所述干树脂的体积比为3-6:1。
优选地，步骤(2)中，所述烘干温度为50-80℃，烘干时间为3-5h。
本发明第二方面提供上述方法制备的锶型树脂作为滤芯用于净水器中。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
采用本发明方法制备的锶型树脂粒径较小，可以实现灌装致密；并且该锶型树脂交换速率较快，交换容量大，不需要大量灌装；本发明中锶型树脂将锶含量控制在7ppm以下。
附图说明
图1为本发明中锶型树脂的制备流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种锶型树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂(强酸性阳离子交换树脂采用苯乙烯系骨架，交换容量为4.2mol/L，粒度为0.3mm)2h以上，使其充分溶胀(溶胀的具体过程为：先用饱和氯化钠溶液进行浸泡，逐渐稀释后再以水浸泡，使其充分溶胀)，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；在耐碱容器中用浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，氢氧化钠溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，即得树脂中间体二；在耐酸容器中用浓度为1mol/L的盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，盐酸溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，即得树脂中间体三；用95％乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，乙醇溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，再用去离子水洗涤，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，即得树脂中间体四，60℃条件下烘干4h后制得干树脂；
(2)称取适量可溶性锶盐并配制成浓度为20mg/L的锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，锶盐溶液与所述干树脂的体积比为3:1；在20℃温度条件下进行离子交换反应，搅拌至反应完全，将交换后的树脂放入真空干燥箱中烘干处理，烘干温度为50℃，烘干时间为5h，制得锶型树脂。
实施例2
一种锶型树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂(强酸性阳离子交换树脂采用苯乙烯系骨架，交换容量为3.2mol/L，粒度为0.8mm)2h以上，使其充分溶胀(溶胀的具体过程为：先用饱和氯化钠溶液进行浸泡，逐渐稀释后再以水浸泡，使其充分溶胀)，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；在耐碱容器中用浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，氢氧化钠溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的4倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，即得树脂中间体二；在耐酸容器中用浓度为2mol/L的盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，盐酸溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的4倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，即得树脂中间体三；用95％乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，乙醇溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，再用去离子水洗涤，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，即得树脂中间体四，65℃条件下烘干4h后制得干树脂；
(2)称取适量可溶性锶盐并配制成浓度为25mg/L的锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，锶盐溶液与所述干树脂的体积比为5:1；在30℃温度条件下进行离子交换反应，搅拌至反应完全，将交换后的树脂放入真空干燥箱中烘干处理，烘干温度为65℃，烘干时间为4h，制得锶型树脂。
实施例3
一种锶型树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂(强酸性阳离子交换树脂采用苯乙烯系骨架，交换容量为2.4mol/L，粒度为1.2mm)2h以上，使其充分溶胀(溶胀的具体过程为：先用饱和氯化钠溶液进行浸泡，逐渐稀释后再以水浸泡，使其充分溶胀)，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；在耐碱容器中用浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，氢氧化钠溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的4倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，即得树脂中间体二；在耐酸容器中用浓度为2mol/L的盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，盐酸溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，再用水洗涤至中性，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，即得树脂中间体三；用95％乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，乙醇溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的2倍，再用去离子水洗涤，水的用量为所述阳离子交换树脂体积的3倍，即得树脂中间体四，65℃条件下烘干4h后制得干树脂；
(2)称取适量可溶性锶盐并配制成浓度为30mg/L的锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，锶盐溶液与所述干树脂的体积比为6:1；在40℃温度条件下进行离子交换反应，搅拌至反应完全，将交换后的树脂放入真空干燥箱中烘干处理，烘干温度为80℃，烘干时间为3h，制得锶型树脂。
应用例
将实施例1中制备的锶型树脂作为滤芯进行应用测试：
(1)测试流速：0.5L/min；
(2)滤芯总过水量：1500L；
(3)锶含量要求：0.2-7ppm；
(4)取样方式：
连续通水测试：按上述条件参照实施例1中方法制备两支滤芯分别以0.5L/min的流速通入TDS＜15的反渗透出水，冲洗60min后，于正式通水之初(第一次采样)、375L段(第二次采样)、750L段(第三次采样)、1125L(第四次采样)、1500L段末(第五次采样)，共采集5批产水样，按GB/T 5750对应方法检测锶含量。
连续浸泡测试：按上述条件参照实施例1中方法制备两支滤芯分别按0.5L/min的流量通入TDS＜15的反渗透出水，冲洗60min后，关闭滤芯进出水口，于室温下分别浸泡0.5h、1h、6h、12h、24h、48h、72h、168h，将滤芯内的浸泡水取出，按GB/T 5750对应方法检测浸泡后锶的溶出量。其中，每次进入下一阶段浸泡前，都需先将滤芯冲洗30min。
(5)测试结果如下：
连续通水测试结果如表1所示：
表1
由表1中数据可知，在1500L的总过水量范围内，锶含量满足GB8537《饮用天然矿泉水标准》中规定的≥0.2ppm的标准。
连续浸泡测试结果如表2所示：
表2
由表2中数据可知，本发明可以将浸泡锶含量控制在7ppm以下。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锶型树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用水浸泡干态的强酸性阳离子交换树脂2h以上，使其充分溶胀，再用去离子水洗至无色，即得树脂中间体一；在耐碱容器中用氢氧化钠溶液将所述树脂中间体一浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体二；在耐酸容器中用盐酸溶液将所述树脂中间体二浸泡4h以上，再用水洗涤至中性，即得树脂中间体三；用乙醇溶液将所述树脂中间体三浸泡2h以上，再用去离子水洗涤，即得树脂中间体四，烘干后制得干树脂；
(2)称取适量可溶性锶盐并配制成锶盐溶液，然后加入经步骤(1)制得的所述干树脂，在20-40℃温度条件下进行离子交换反应，搅拌至反应完全，将交换后的树脂放入真空干燥箱中烘干处理，制得锶型树脂。
2.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述强酸性阳离子交换树脂采用苯乙烯系骨架，交换容量为2.4-4.2mol/L，粒度为0.3-1.2mm。
3.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶胀的具体过程为：先用饱和氯化钠溶液进行浸泡，逐渐稀释后再以水浸泡，使其充分溶胀。
4.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为1-2mol/L，所述氢氧化钠溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3-4倍，碱洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
5.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述盐酸溶液的浓度为1-2mol/L，所述盐酸溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的3-4倍，酸洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
6.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇溶液的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍，醇洗过程中所述水的用量为所述阳离子交换树脂体积的2-3倍。
7.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烘干温度为60-65℃，烘干时间为4-5h。
8.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锶盐溶液的浓度为20-30mg/L，所述锶盐溶液与所述干树脂的体积比为3-6:1。
9.根据权利要求1所述的锶型树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烘干温度为50-80℃，烘干时间为3-5h。
10.根据权利要求1-9中任一项所述方法制备的锶型树脂，其特征在于，作为滤芯用于净水器中。
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2021
- 2021-04-14 CN CN202110402734.2A patent/CN113333035A/zh active Pending
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